电磁轨道发射技术在军事领域有着广阔的应用前景,这一项目的巨大潜力,吸引了世界各主要军事强国关注。电枢对于整个电磁发射过程有着重要的影响。C型结构固体电枢有许多优越的特性,是目前固体电枢电磁轨道炮研究中常用的电枢类型。C型电枢中,大电流密度在某些部位的集中分布会导致很高的局部温度,造成轨道电极和电枢材料的熔化、腐蚀和破裂,因此,电枢的结构对于电流密度分布和温度场分布有着重要的影响。固体电枢设计时的一个重要考虑因素是在发射的过程中,电枢与轨道电极之间能否保持良好的金属—金属接触,这涉及到接触面的接触压力问题。接触压力除了与机械设计相关之外,也与电枢的结构有关。电枢在炮膛中运动时的加速力,除了与大电流源的特性有关之外,也与电枢的结构有关。因此研究电磁轨道发射过程中的固体电枢结构对电枢内部电流场分布、温度场分布、电枢与轨道电极间接触压力和电枢所受驱动力的影响,对于优化电枢结构设计、提高电磁轨道发射效率和弹丸初速有着重要的意义。为了准确掌握电磁发射过程中各种参数的影响,在假设电枢与轨道之间是不分离接触、考虑接触面形态为理想全接触的情况下,本文基于有限元分析软件ANSYS,分析了C型电枢在发射过程中的内部电流场分布,以及由电流场分布所引起的温度场分布特性和所受电磁力的分布特性,并进一步获得了C型电枢材料和结构变化对电枢内部电流场、温度场、电枢与轨道电极间接触状况和所受电磁力的影响规律,从而为合理的电枢结构的设计提供依据。仿真结果表明:电枢与轨道处于相对静止状态的情况下,当电枢的电阻率大于轨道的电阻率时,会在电枢的头部形成一个电流密度集中区,而当电枢的电阻率小于轨道的电阻率时,会在电枢的尾部形成一个电流密度集中区,且电阻率的大小对电流密度分布的集肤深度也有影响。电枢侧面厚度和前沿厚度的增加会使得在电枢上分布的最大电流密度值与最大焦耳热能量值降低,电枢所受到的电磁加速力会增加;电枢的长度增加对电枢上分布的最大电流密度值与最大焦耳热能量值的影响不大,对电枢所受磁力的影响规律不明显;给电枢的前沿加上前导脚,能改善电枢上的电流密度和焦耳热分布,且能提高电枢的加速力和减小电枢内部的内应力。电枢内侧曲面的曲率半径改变,对电流密度和焦耳热最大值的幅值和分布区域都有较大影响;且随着曲率半径的减小,电枢所受到的加速力增大,内应力减小。